Γιατί ένας χημικός θα έφτιαχνε ένα επικίνδυνο υλικό εξαρχής; Αυτή η ερώτηση οδήγησε τον John Warner στη σταυροφορία του να αλλάξει το πεδίο της χημείας. Για τέσσερις δεκαετίες, η Warner εφευρίσκει μόρια, συλλέγει εκατοντάδες διπλώματα ευρεσιτεχνίας και υποστηρίζει τον σχεδιασμό χημικών και προϊόντων που δεν βλάπτουν την υγεία των ανθρώπων και το περιβάλλον.
Ωστόσο, ο ανώτερος αντιπρόεδρος και ερευνητής του Zymergen εξακολουθεί να κολυμπάει προς τα πάνω στον ευαγγελισμό του για μη τοξικό, κυκλικό σχεδιασμό προϊόντων που μιμείται μοτίβα και αρχές που υπάρχουν στη φύση. Πώς μπορεί η πράσινη χημεία, την οποία ο ίδιος βοήθησε να διαδοθεί, να αγκαλιαστεί ευρύτερα και να καθιερωθεί μέσα σε μια κυκλική ροή υλικών και προϊόντων;
Η Warner, επίσης πρόεδρος του Ινστιτούτου Warner Babcock για την Πράσινη Χημεία που συνίδρυσε, μοιράζεται πρόσφατα ένα πλαίσιο «μεταβολισμού υλικών» για την κατανόηση του τρόπου χρήσης και επαναχρησιμοποίησης του κανόνα για τη βιομηχανία. Στην εκδήλωση GreenBiz Circularity 22 την Τρίτη στην Ατλάντα, πρόσφερε τις ακόλουθες συμβουλές για την προώθηση της πράσινης χημείας σε μια κυκλική οικονομία.
Αναζητήστε απαντήσεις στη φύση
«Θέλουμε τα προϊόντα μας να είναι σε κατάσταση χρήσης και επαναχρησιμοποίησης. αυτή είναι η υψηλότερη μορφή βιωσιμότητας που θέλουμε να επιτύχουμε», είπε η Warner. «Μερικές φορές, όταν σκεφτόμαστε τους ανθρώπους στον φυσικό κόσμο, προσπαθούμε να τραβήξουμε τον εαυτό μας έξω από αυτόν. Εμείς οι άνθρωποι είμαστε μέρος του φυσικού κόσμου».
«Αλλά πρέπει επίσης να έχουμε τεχνολογία που δημιουργεί υλικά και προϊόντα που είναι πραγματικά σε αρμονία και συμβατά με τη φύση», πρόσθεσε. «Δεν είναι ούτε το ένα ούτε το άλλο. Στην πραγματικότητα είναι και τα δύο.»
Η Warner έχει σχεδιάσει πώς οι ροές προϊόντων κλειστού βρόχου διασταυρώνονται με τις κυκλικές διαδικασίες στη φύση. (Στο παρακάτω γραφικό του, οι ανθρώπινες ροές προϊόντων τρέχουν δεξιόστροφα ενώ οι ροές των φυσικών πόρων γυρίζουν αριστερόστροφα.) Η βιωσιμότητα συμβαίνει στο σημείο όπου η χρήση και η επαναχρησιμοποίηση διασταυρώνονται με σταθερά οικοσυστήματα.
Αγκαλιάστε τη χρήση και την επαναχρησιμοποίηση
Τα μοντέλα χρήσης και επαναχρησιμοποίησης είναι άφθονα στη φύση. Για παράδειγμα, ο ερημίτης βρίσκει ένα άδειο κέλυφος, το οποίο τελικά ξεπερνά και το αφήνει για να βρει ένα μεγαλύτερο κέλυφος, και αυτό αξίζει να το λάβετε υπόψη όταν οι άνθρωποι θέλουν να φτιάξουν ανθεκτικά αγαθά, από αυτοκίνητα μέχρι τσουλήθρες παιδικής χαράς και ποτήρια, εξήγησε η Warner.
"Όταν κάνουμε αυτό το σύστημα χρήσης και επαναχρησιμοποίησης, είναι σημαντικό να συνειδητοποιήσουμε αυτό που ζητάμε είναι ότι τα υλικά διατηρούν τη σύνθεσή τους, αυτή τη χημεία και διατηρούν τη μορφή τους", επομένως τόσο η μοριακή διαύγεια όσο και η δομή πρέπει να διατηρηθούν , αυτός είπε.
Αναγνωρίστε τον ρόλο της ανακύκλωσης
Ωστόσο, αυτή η μοριακή δομή δεν μπορεί να διαρκέσει για πάντα. Η εντροπία μπαίνει στην εικόνα και τα πράγματα καταρρέουν. Ένας μηχανικός κύκλος ανακύκλωσης ακολουθεί τον κύκλο χρήσης και επαναχρησιμοποίησης. Για παράδειγμα, ένα πουλί βρίσκει ένα κλαδί και χτίζει μια φωλιά, ένας κάστορας κάνει ένα φράγμα από ένα δέντρο. Ένας άνθρωπος επανακοκκιάζει τα απορρίμματα πλαστικού για να φτιάξει κάτι νέο. Η μορφή αλλάζει, αλλά η χημική σύνθεση παραμένει η ίδια.
Ωστόσο, αυτό το στάδιο δεν διαρκεί για πάντα. Οι αλυσίδες και οι ίνες πολυμερούς διασπώνται. Ξύλο και πλαστικό ξεφτίζουν και σπάνε.
Ενεργοποίηση "μεταβολισμού υλικών"
Μπείτε στον επόμενο κύκλο, «σε αυτό που βρίσκω την πιο όμορφη ευκαιρία για εμάς, αυτό που ονομάζω μεταβολισμό υλικών, όπου παίρνουμε υλικά και συστατικά και πηγαίνουμε σε μόρια και συστατικά και πέρα δώθε, όχι στη χημική ανακύκλωση αλλά στη μοριακή επανεπεξεργασία και σύνθεση, είπε η Warner. «Και εδώ είναι που η φύση είναι μια τέτοια ευκαιρία να μας διδάξει, 3.8 δισεκατομμύρια χρόνια εξέλιξης».
Σε αυτό το σημείο, τόσο η μορφή όσο και η χημική σύσταση αλλάζουν.
Αγκαλιάστε την αναγέννηση
Μέσω της αποδόμησης, ορισμένα μόρια διασπώνται και επιστρέφουν στη φύση, όπου αργότερα μπορεί να εξαχθούν ξανά, σχηματίζοντας νέα συστατικά σε έναν κύκλο αναγέννησης.
Μέσω της αναγέννησης, «αλληλεπιδρούμε τώρα με τον φυσικό κόσμο και τους φυσικούς πόρους», είπε η Warner, αναφέροντας φυσικά παραδείγματα, όπως η δουλειά των σκαθαριών κοπριάς, των μελισσών που επικονιάζουν λουλούδια και των λιονταριών που τρώνε θήραμα. Όσον αφορά τα προϊόντα, ωστόσο, πολύ λίγα πέρα από ορισμένες συσκευασίες και υφάσματα είναι πραγματικά αναγεννητικά σε αυτό το σημείο.
Ασκήστε την ταπεινοφροσύνη
Πέρασα περισσότερες από μερικές στιγμές ζαρώματος των φρυδιών στοχαζόμενος το περίπλοκο διάγραμμα της Warner. Αξίζει μια ματιά και μετά μια άλλη ματιά, ειδικά σε ένα κόκκινο βέλος που δείχνει τις απρόβλεπτες συνέπειες των καλύτερων σχεδίων των ανθρώπων. Το βέλος σημαίνει "διαρροή", δείχνοντας πώς οι βρόχοι ανθρωπογενών υλικών δεν είναι τέλεια κλειστοί.
«Ένα από τα πράγματα που πρέπει να συνειδητοποιήσουμε είναι ότι έχουμε ταπεινότητα, όταν κοιτάμε τα συστήματα», είπε. «Δεν είναι τα πράγματα που βάζουμε στον χάρτη που θα μας μπερδέψουν. Είναι πράγματα που αφήνουμε έξω», είπε. "Κατά την ανακύκλωση, υπάρχει διαρροή και αυτό που συμβαίνει είναι ότι η διαρροή δημιουργεί ένα πορώδες και σε αυτή τη διασταύρωση, χάνουμε λίγη βιωσιμότητα", και το ίδιο ισχύει και για τους άλλους κύκλους.
Με άλλα λόγια, οι πετρελαιοκηλίδες, τα πλαστικά απόβλητα στις παραλίες και οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα δεν οφείλονται στο σχεδιασμό.
«Τι κάνουμε με τη διαρροή, αυτό είναι ένα ισότιμο ζήτημα, ίσως ακόμη πιο σημαντικό. Έχουμε λοιπόν ανθρώπινη συμπεριφορά όπου πρέπει να σχεδιάζουμε τα προϊόντα μας για να διευκολύνουμε την υιοθέτηση αλλαγών συμπεριφοράς, αλλά πρέπει επίσης να έχουμε τεχνολογία που δημιουργεί υλικά και προϊόντα που είναι πραγματικά σε αρμονία και συμπαγή και συμβατά με τη φύση. Δεν είναι ούτε το ένα ούτε το άλλο. Στην πραγματικότητα είναι και τα δύο.»
Υποστήριξη συνεργασίας
Η Warner υποστηρίζει επίσης τη συνεργασία σε διάφορους κλάδους και τομείς: «όχι μόνο οι εμπορικοί άνθρωποι, όχι μόνο οι άνθρωποι ανάπτυξης ή οι κατασκευαστές που ερευνούν τους ανθρώπους, όχι μόνο οι άνθρωποι ανακύκλωσης, αλλά ως κοινότητα, πρέπει να εξετάσουμε όλα αυτά πλησιάζει και αρχίζουμε να μιλάμε ο ένας στον άλλο πιο συχνά».
Η προειδοποίηση του Warner ενημερώνεται από τη δική του ειλικρινή διαδρομή μέσα από την τέχνη και την επιστήμη, καθώς και από μια επαγγελματική επιχείρηση και τον δημόσιο τομέα.
Στις αρχές της δεκαετίας του 1980, ήταν ένας προπτυχιακός σπουδαστής μουσικής στη Βοστώνη που είχε παίξει σε ένα συγκρότημα που ονομαζόταν «The Elements». Καθώς παρακολουθούσε ένα βασικό μάθημα χημείας, μια μέρα, έκανε tag μαζί με έναν φίλο σε ένα ερευνητικό εργαστήριο του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης. Αυτή η στιγμή οδήγησε σε μια νέα πορεία ζωής για τη Warner. Συνειδητοποίησε ότι και οι καλλιτέχνες και οι επιστήμονες δημιούργησαν πράγματα και αγκιστρώθηκε στη δημιουργία νέων μορίων.
Σύντομα, η έφηβη Warner είχε δημοσιεύσει πέντε ερευνητικές εργασίες για τη χημεία και είχε μιλήσει στην Αμερικανική Χημική Εταιρεία. Αφού απέκτησε διδακτορικό στη χημεία στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, η Polaroid τον στρατολόγησε. Ενώ ήταν εκεί, μια συνάντηση στην Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ τον οδήγησε κατά σύμπτωση στον Paul Anastas, έναν παιδικό γνώριμο. Οι συζητήσεις τους σχετικά με την τοξική χημεία κατέληξαν τελικά στη συγγραφή του θεμελιώδους βιβλίου του 1988, «Green Chemistry Theory and Practice», το οποίο εξέθεσε το 12 αρχές της πράσινης χημείας.
Ξανασκεφτείτε την εκπαίδευση
Η Warner πυροδότησε τη δημιουργία του το πρώτο Ph.D στον κόσμο. πρόγραμμα πράσινης χημείας, στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης, και είπε ότι οι απόφοιτοί του είναι ιδιαίτερα περιζήτητοι από τις εταιρείες. Ωστόσο, τα μαθήματα τοξικολογίας, περιβαλλοντικών αρχών και δικαίου και πολιτικής παραμένουν σπάνια στην εκπαίδευση στη χημεία.
«Αν ψάξετε στο Google κάθε πρόγραμμα χημείας στον πλανήτη, κάθε πρόγραμμα επιστήμης υλικών στον πλανήτη, θα διαπιστώσετε ότι κανένα πανεπιστήμιο δεν απαιτεί από έναν χημικό ή επιστήμονα υλικού να μάθει κάτι παραπάνω από αυτό για το οποίο μιλάμε σήμερα», είπε. «Ζητάμε λοιπόν να εφεύρουμε λύσεις (από) ανθρώπους στους οποίους δεν παρέχονται οι δεξιότητες. Ας συνεχίσουμε λοιπόν. Ας συνεργαστούμε όχι μόνο με τη βιομηχανία και άλλα πράγματα, αλλά ας πάμε στα πανεπιστήμια και ας προτείνουμε ίσως να θέλετε να αλλάξετε το πρόγραμμα σπουδών σας. Και αυτό είναι το νόημα της πράσινης χημείας».
